熒光壽命型光纖溫度傳感器的性能與實驗研究.pdf

1、熒光光纖溫度傳感技術(shù)是現(xiàn)階段光纖測溫領(lǐng)域中的熱點研究方向之一。它具有抗電磁干擾、體積小、壽命長、耐腐蝕等優(yōu)點，同時也存在光纖和光源的選取、檢測電路設(shè)計、傳感單元制作工藝和系統(tǒng)成本高等問題。其中，選擇傳輸光纖與降低系統(tǒng)成本的矛盾比較突出。此外，如何提高熒光耦合效率也是一個重要的研究目標。
　　 基于熒光壽命測溫機理，論文主要對光耦合效率的提高、熒光壽命檢測的算法和實驗系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)3個方面進行系統(tǒng)研究。
　　 光耦合效率

2、提高方面:實驗驗證紅粉在365.6nm激發(fā)時可以得到最強的發(fā)射峰（EM=629.7nm）;提出采用62.5/125μm多模光纖作為傳輸介質(zhì);選取近紫外可見光LED作為激發(fā)光源，采用5000目砂紙對LED進行精細打磨，打磨后的LED端面入纖光功率較未打磨前提高2.77倍;提出光纖端面熔球可以作為球形自聚焦透鏡的理想模型，實驗耦合效率提高82.36％。
　　 熒光壽命檢測算法方面:基于統(tǒng)一的單指數(shù)衰減模型，重點對最小二乘法、積分面積

3、比值法、FFT和L-M法的熒光余輝曲線擬合檢測算法進行仿真數(shù)據(jù)的方差分析，實驗采用時域法的最小二乘法檢測計算熒光壽命;對基于方波的熒光壽命鎖相檢測法進行理論和MATLAB仿真分析，指出其在處理單指數(shù)余輝衰減模型上的潛力。
　　 實驗系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方面:選用PDA100A-EC光電探測器和安捷倫數(shù)字示波器，較好地濾除噪聲信號和非探測區(qū)間的光源信號;采用透射式模型搭配溫控腔完成測量，驗證了熒光壽命與溫度對應關(guān)系;對整個系統(tǒng)進行了實